مقاله درباره پیش‌بینی فعل و انفعالات سطحی سیستم های نفت خام CO2 تحت شرایط مخزن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 17

پیش‌بینی فعل و انفعالات سطحی سیستم های نفت خام- CO2 تحت شرایط مخزن

خلاصه

در این مقاله، یک تکنیک آزمایشی به مطالعه فعل و انفعالات سیستم های نفت خام- CO2 تحت شرایط مخزن توسعه داده می‌شود. به وسیلة استفاده از آنالیز تقارن محوری شکل قطره (ADSA) برای حالت قطره آویخته، این تکنیک جدید اندازه گیری کشش سطحی (IFT) و پیش‌بینی فعل و انفعالات سطحی بین نفت خام و CO2 در فشارهای بالا و دماهای افزایش یافته را ممکن می سازد.

مهمترین جزء از این آزمایش بر پا شده یک سلول فشار بالا با پنجره هایی که می توان از میان آنها مشاهده کرد، است. تعدادی از پدیده های مهم فیزیکی در هنگام تماس نفت خام با CO2 مشاهده شده اند. آنها شامل تورم نفت، استخراج اجزاء سبک، اختلاط آشفته اولیه، آسیب دیدگی لایه، حرکت قطره نفت، تغییر ترکنندگی، رسوب آسفالتین و bubbling در مرز بین نفت خام و CO2 هستند. به ویژه، استخراج اجزاء سبک، اختلاط آشفته اولیه و تغییر ترکنندگی، مشخصات مهم فرآیندهای تزریق CO2 هستند. همچنین یک ثابت تعادلی پایین IFT هنگامی که فشار بالاتر از فشار آستانه است وجود دارد. با وجود فشارها و دماهای عملیاتی مقدارهای خیلی پایین یا صفر= IFT بین نفت خام و CO2 پیدا نمی شود. بنابراین، ثابت پایین IFT اندازه گیری شده و فعل و انفعالات سطحی مشاهده شده نشان می‌دهد که فقط امتزاج پذیری جزئی بین نفت خام و CO2 برای بیشتر مخازن می‌تواند به دست آورده شود. به علاوه، انتظار می رود که تغییر ترکنندگی ممکن است اثراتی روی برداشت نهایی نفت و جداسازی CO2 داشته باشد.

مقدمه:

تزریق CO2 به عنوان یکی از نوید دهنده ترین تکنیکهای افزایش دهنده برداشت نفت (EOR) در نظر گرفته می‌شود زیرا نه تنها باعث افزایش درصد برداشت نفت می‌شود بلکه همچنین به طور قابل توجهی پخش گازهای گلخانه ای را کاهش می‌دهد. در پنجاه سال اخیر، مطالعه های آزمایشگاهی و کاربردهای عملی از فرآیندهای ازدیاد برداشت CO2 گسترده شده است. مشخص شده است که این فرآیندها می توانند به طور نرمال بازیافت نفت را به اندازه %16-8 نفت در جا افزایش دهند. در فرآیندهای تزریق CO2 ، توزیع اشباع و رفتار جریانی نفت خام، گاز، آب شور به طور کلی به وسیلة مقدار فعل و انفعالات سطحی بین نفت خام، آب مخزن، CO2 و سنگهای مخزن کنترل می شوند. این فعل و انفعالات سطحی شامل کشش سطحی (IFT)، ترکنندگی، موئینگی و پخش هستند. ترکنندگی، فشار موئینگی و پخش می‌تواند به طور تنگاتنگی به IFT تحت شرایط مشخص فشار، دما و ترکیبها مربوط شود. بنابراین ضروری هست که فعل و انفعالات سطحی سیستم های نفت خام- CO2 به طور دقیق تری تحت شرایط مخزن توصیف شوند.

در کل، کاهش ویسکوزیته نفت، اثر تورم نفت و امتزاج بین نفت خام و CO2 که به طور زیادی به برداشت نهایی نفت در فرآیندهای تزریق CO2 کمک می‌کند در این فرآیند یافت می شوند. کاهش ویسکوزیته نفت و اثر تورم نفت منجر به بهبود حرکت می شوند، در حالیکه امتزاج بین نفت خام و CO2 درصد جاروب را بهبود می‌دهد. در حال حاضر، کاهش ویسکوزیته نفت و اثر تورم نفت می‌تواند به طور دقیق تحت شرایط مخزن سنجیده شود. معمولاً، CO2 در اولین تماس با نفتهای خام امتزاج پذیر نیست اما ممکن است امتزاج دینامیکی از میان تماس های مکرر به دست آید. امتزاج بین نفت خام و CO2 می‌تواند به وسیلة آزمایش Slim tube و rising bubble apparatus ، همچنین به خوبی با استفاده از رابطه های تجربی تعیین شود. کمترین فشار امتزاج (MMP) برای نشان دادن اینکه امتزاج پذیری بین نفت خام و CO2 در یک فشار داده شده وجود دارد یا نه استفاده می‌شود. علاوه بر این، IFT در حالتی که به امتزاج کامل معروف است می‌تواند صفر در نظر گرفته شود زیرا بین دو فاز مورد توجه تحت موقعیت امتزاج کامل هیچ مرزی وجود ندارد.

اخیراً، تکنیک آنالیز تقارن محوری شکل قطره (ADSA) برای حالت قطره آویخته به وسیلة Neumann و همکارانش توسعه داده شده است و برای اندازه گیری IFT تعادلی سیستم های نفت خام و گاز هیدروکربنی در دماها و فشارهای بالا به کار گرفته شده است. تکنیک ADSA برای حالت قطره آویخته احتمالاً دقیق ترین و پیشرفته ترین روش برای اندازه گیری IFT در یک گسترة طولانی از دماها و فشارها است. ذاتاً، تکنیک ADSA، کشش سطحی (IFT) را از آنالیز شکل قطره تعیین می‌کند. در آزمایش، یک قطره نفت آویخته در نوک یک سوزن سرنگ تشکیل می‌شود. سپس تصویر دیجیتالی قطره آویخته با استفاده از یک سیستم به دست آوری تصویر به دست آورده می‌شود. به وسیلة بکارگیری کامپیوتر دیجیتالی برای آنالیز عکس و تکنیکهای پردازش کننده شکل دقیق تری از قطره نفتی آویخته می‌تواند به دست آورده شود. در پایان، به وسیلة حل معادله لاپلاس موئینگی و پیدا کردن بهترین انطباق شکل سطحی محاسبه شده به صورت عددی با شکل قطره مشاهده شده به صورت فیزیکی، IFT قطره نفت می‌تواند تعیین شود. در مقایسه با دیگر روشهای موجود، تکنیک ADSA برای حالت قطره آویخته با دقت اندازه گیری IFT () ، کاملاً اتوماتیک و به طور کامل آزاد از ذهنیت متصدی است. در حال حاضر، این تکنیک یک روش استاندارد برای اندازه گیری دینامیک IFT می باشد. با این وجود، تکنیک ADSA به اندازه گیری IFT بین نفت خام و CO2 تحت شرایط عملی مخزن به کار گرفته نشده است.

تغییرات خواص سطحی زیادی، همانند IFT و ترکنندگی و رسوب آسفالتین که در فرآیندهای تزریق CO2 اتفاق می افتد تأیید شده است. اخیراً، تکنیک لیزر برای پی بردن رسوب آسفالتین در یک سلول PVT فشار بالا استفاده شده است. همچنین پیدا می‌شود که نرخ رسوب آسفالتین، به آسفالتین و CO2 موجود در نفت خام وابسته است. مطالعه ها نشان می‌دهد که افزایشی در تشکیل آسفالتین با غلظت CO2 بعد از شروع رسوب